JP4051928B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多様なメディアに画像を形成する方法として、活性光線硬化型インクジェット記録方式が注目されている。この方法は、出射したインクを活性光線で硬化させ、ドットを形成し、基材と接着させるため、多様なメディアに印字できる特長がある。活性光線を照射する場合、通常はヘッドのすぐ脇に高照度光源を設置し、短時間で硬化させる方法がとられている。しかし、活性光線によるインクの硬化は、硬化後のインク物性に大きく影響するため、市場に出回る多様なメディアに、高精細で印字したり、作業性のよい物性でメディアに接着させたりすることは非常に難しかった。更に、１種のインクで多様なメディアに印字を行う場合、基材の表面エネルギーの違いでドット径が異なったり、インクの重なりによりにじみが生じたりするため、高画質のカラー画像を印字することは出来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、各種基材に高画質のカラー画像を印字する画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。また、熱に弱い基材でも、収縮することなく良好な画像を与える画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成された。
【０００５】
１．活性光線照射で硬化する少なくとも重合性モノマーと開始剤から構成されるインクを記録媒体上に射出する画像形成方法において、該重合性のモノマーは、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーを併用し、単官能モノマーはインク組成物全体の５〜４０質量％、二官能モノマーは５〜４０質量％、多官能モノマーは５〜３０質量％含有し、該開始剤は、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類から選ばれる少なくとも１種であり、かつ、インク射出後、該活性光線照射が２段階で、紫外域における第１の照射手段と第２の照射手段を有し、更に該第１の照射手段と第２の照射手段に用いる、紫外域のピーク波長の差が３０〜２００ｎｍ異なる２つの照射手段で照射し、かつ、少なくとも１つの光源の３６５ｎｍにおける記録媒体面の照度が、１〜５００ｍＷ／ｃｍ2であることを特徴とする画像形成方法。
【００１２】
２．前記１記載の画像形成方法に用いる画像形成装置が、インク吐出手段が記録媒体上を走査しながら記録媒体に向けて活性光線硬化インクを吐出し、前記記録媒体に第１の照射手段により活性光線を照射した後に、第２の照射手段で活性光線を照射し、インクを硬化させる画像形成装置であって、第１、第２の照射手段のうち少なくとも１つの照射手段による照射部が、記録媒体上を走査する記録ヘッドとともに移動する、又は、光学系で記録ヘッド横へ活性光線を誘導し記録ヘッドとともに移動する、或いは、記録ヘッドの上部から幅手方向に渡って線光源を設け記録媒体を幅手方向とは垂直に搬送するのいずれかにより、該照射部がインクの吐出順に応じて移動することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
３．前記１記載の画像形成方法に用いる画像形成装置が、インク吐出手段を記録媒体の幅手方向に該略固定して配置し、記録媒体を幅手方向とは垂直に搬送しながら活性光線硬化インクを吐出し、搬送下流方向に第１の照射手段及び第２の照射手段を配することを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
本発明を更に詳しく説明する。
インク
本発明において用いるインクジェット記録用インクは少なくとも重合性モノマー、開始剤から構成される。
【００１６】
重合性モノマーとしては、各種（メタ）アクリレートモノマーが使用出来る。例えば、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルコハク酸、２−アクリロイロキシエチルフタル酸、２−アクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性可とう性アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート等の単官能モノマー、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡのＰＯ付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート等の２官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の三官能以上の多官能モノマーが挙げられる。
【００１７】
この他、重合性のオリゴマー類も、モノマー同様に配合可能である。重合性オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、芳香族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、直鎖アクリルオリゴマー等が挙げられる。
【００１８】
本発明においては、重合性のモノマーとして、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーを併用することが特に好ましい。単官能モノマーは硬化時の収縮率を下げる効果が大きく、又低粘度でインクジェット記録時の射出安定性が得られやすい。二官能モノマーは適度な感度と様々な記録媒体への接着性に優れるため添加することが好ましい。三官能以上の多官能モノマーは感度及び硬化後の膜強度を得られる。これら三者を併用することで、硬化収縮によるカールや波打ちの防止、記録媒体への接着性、高感度化が達成される。
【００１９】
単官能モノマーはインク組成物全体の５〜４０質量％、二官能モノマーは５〜４０質量％、多官能モノマーは５〜３０質量％含有させることが好ましい。併用するモノマーは、その溶解性パラメーター（ＳＰ値）の最大値と最小値の差が、１以上である組合せが、様々な基材への接着性、硬化収縮起因のカールを防止する点で好ましい。更に好ましくは１．５以上である。
【００２０】
尚、感作性、皮膚刺激性、眼刺激性、変異原性、毒性など安全性の観点から、上記モノマーの中でも特に、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、ラクトン変性可とう性アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
【００２１】
更にこの中でも、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソステアリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが特に好ましい。
【００２２】
開始剤としては、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類などの従来公知の開始剤が使用出来る。開始剤については「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」（シーエムシー出版、田畑米穂監修／ラドテック研究会編集）に詳しい。中でもアシルフォスフィンオキシドやアシルホスフォナートは、感度が高く、開始剤の光開裂により吸収が減少するため、インクジェット方式のように１色当たり５〜１５μｍの厚みを持つインク画像での内部硬化に特に有効である。具体的には、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドなどが好ましい。
【００２３】
又、前述のモノマー同様、安全性を考慮した選択では、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モリフォリノプロパン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（ダロキュア（Ｒ）１１７３）が好適に用いられる。好ましい添加量は、インク組成物全体の１〜６質量％、好ましくは２〜５質量％である。本発明では、波長又は強度を変えて２段階に照射を分けることが好ましく、開始剤についても２種以上を併用することが特に好ましい。
【００２４】
この他、インク組成物を着色する場合は、色材を添加する。色材としては、重合性化合物の主成分に溶解又は分散できる色材が使用出来るが、耐候性の点で顔料が好ましい。顔料としては以下のものが使用出来るが、これに限られる訳ではない。
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ−１，３，１２，１３，１４，１７，８１，８３，８７，９５，１０９，４２、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ−１６，３６，３８、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ−５，２２，３８，４８：１，４８：２，４８：４，４９：１，５３：１，５７：１，６３：１，１４４，１４６，１８５，１０１、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ−１９，２３、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ−１５：１，１５：３，１５：４，１８，６０，２７，２９、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ−７，３６、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ−６，１８，２１、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ−７、
顔料の分散には、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。又、顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤は高分子分散剤を用いることが好ましい高分子分散剤としてはＺｅｎｅｃａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。又、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料１００質量部に対し、１〜５０質量部添加することが好ましい。分散媒体は溶剤又は重合性化合物で行うが、本発明に用いる照射線硬化型インクは、インク着弾直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。溶剤が硬化画像に残ってしまうと、耐溶剤性の劣化、残留する溶剤のＶＯＣの問題が生じる。よって、分散媒体は溶剤では無く重合性化合物、その中でも最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好ましい。
【００２５】
分散は、平均粒径を０．０８〜０．５μｍとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍとなるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持することが出来る。色材はインク全体の１質量％乃至１０質量％の添加量が好ましい。
【００２６】
その他の成分
インク組成物の保存性を高めるために、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加することが出来る。紫外線硬化型のインクは加熱、低粘度化して射出することが好ましいので、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐためにも重合禁止剤を入れることが好ましい。
【００２７】
この他に、必要に応じて界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することが出来る。記録媒体との密着性を改善するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。この場合、耐溶剤性やＶＯＣの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は０．１〜５％、好ましくは０．１〜３％である。
【００２８】
又、インク色材による遮光効果のため、感度を防ぐ手段として、開始剤寿命の長いカチオン重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
【００２９】
インクは、射出性を考慮し射出時の温度で、好ましくは７〜３０ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは７〜２０ｍＰａ・ｓとなるよう、組成比を決める。尚、２５℃でのインク粘度は、３５ｍＰａ・ｓ以上とすることが好ましい。室温での粘度を上げることにより、多孔質な記録媒体にもインクの浸透を防ぎ、未硬化モノマーの低減、臭気低減が可能となるし、また、非吸収媒体へ印字する時も着弾時のドット滲みを抑えることが出来、画質が改善される。表面張力は好ましくは２００〜３００μＮ／ｃｍ、更に好ましくは２３０〜２８０μＮ／ｃｍである。
【００３０】
画像形成方法
本発明の画像形成方法ではインク組成物をインクジェット記録方式により記録媒体上に射出、描画し、次いで紫外線などの放射線を照射してインクを硬化させる。
【００３１】
インクの射出条件としては、インクを４０〜８０℃に加熱し、インク粘度を下げて射出することが射出安定性の点で好ましい。照射線硬化型インクは、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度を出来るだけ一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度±５℃、好ましくは設定温度±２℃、更に好ましくは設定温度±１℃である。
【００３２】
インクを一定温度にインクを加温するとともに、着弾から照射までの時間を０．０１〜０．３秒、好ましくは０．０１〜０．１５秒後に照射することが好ましい。着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、着弾インクが硬化前に滲むことを防止することができる。又、多孔質な記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することが出来る為、未反応モノマーの残留を抑えられ、臭気を低減出来る。特に、２５℃におけるインク粘度が３５ｍＰａ・ｓ以上のインクを用いると大きな効果を得ることが出来る。このような記録方法を取ることで、表面の濡れ性が異なる様々な記録媒体に対しても、着弾したインクのドット径を一定に保つことが出来、画質が向上する。尚、カラー画像を得るためには、明度の低い色から順に重ねていくことが好ましい。明度の低いインクを重ねると、下部のインクまで照射線が到達しにくく、硬化感度の阻害、残留モノマーの増加及び臭気の発生、密着性の劣化が生じやすい。又、照射は、全色を射出してまとめて露光することが可能だが、１色毎に露光するほうが、硬化促進の観点で好ましい。
【００３３】
光源
本発明の照射手段に用いる光源としては、活性光線、好ましくは紫外線を発生する公知の光源を用いることが出来る。例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＤｅｅｐＵＶランプ、紫外域に蛍光を持つ蛍光灯、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、無電極放電ランプ、紫外線ＬＥＤ、紫外線レーザーなどがあげられる。
【００３４】
照射方法
本発明の第１の照射手段では公知の方法で、光源から基材へ活性光線を照射することができる。例えば、特開昭６０−１３２７６７号で開示されたように、記録媒体上を走査する記録ヘッドとともに紫外線ランプを移動させる方法や、米国特許第６，１４５，９７９号で開示されている技術のように、記録ヘッドから離れた位置に設置された紫外線光源から、光ファイバーやコリメータ、鏡といった光学系で記録ヘッド横へ紫外線を誘導する方法が知られている。また特願２００１−３５０２１９のように記録ヘッドの上部から幅手方向に渡って線光源を設けることも出来る。尚、本発明において、照度とは、活性光線の全照射エネルギーをいい、照射タイミングは着弾から照射が始まるまでの時間を意味する。ピーク波長とは、４５０ｎｍ以下の活性光線のうち、最も照射エネルギーが大きい波長であり、ピーク照度はピーク波長における照度をさす。又、照射時間は、照射部において最高照度の１／５以上の活性光線が照射されている時間である。本発明において、分光照度は、ウシオ電機社製；ＵＳＲ−４０Ｄ／Ｖにて測定した。
【００３５】
本発明の第２の照射手段では、第１の照射手段の応用的手法で基材への活性光線照射を行うことが出来る。例えば、記録ヘッドとともに紫外線ランプを移動させる方法を応用してキャリッジに光源を載せ記録媒体を操作しながら活性光線を照射する方法や、固定した紫外線光源から、光ファイバーやコリメータ、鏡といった光学系で記録ヘッド横へ紫外線を誘導する方法を取ることも出来る。また、基材の幅手全体を照射する線光源を設けることも出来る。
【００３６】
本発明の照射手段においては、ひとつの光源が照射する光を、フィルタ、鏡等を使って分光し、第１、第２の照射手段に分けて照射することも可能である。本発明の照射手段は、少なくとも１つの光源の３６５ｎｍにおける記録媒体面の照度が１〜５００ｍＷ／ｃｍ2であることが好ましく、更に好ましくは１〜１００ｍＷ／ｃｍ2である。
【００３７】
印字方法
本発明に用いられる印字方法は、多ノズルからインク小液滴を吐出して形成するインクジェット方式が好ましい。インクジェット方式は、ヘッドが記録媒体上の幅手方向を走査しながら印字していく方法、記録媒体が主走査方向に往復運動し、ヘッドが副走査方向に移動しながら印字する方法、ヘッドを印刷部幅手方向に配置し、記録媒体を搬送しながら印字する方法等が用いられる。
【００３８】
記録媒体
画像を形成する記録媒体としては、通常の非コート紙、コート紙などの他、各種プラスチック及びそのフィルムを用いることが出来る。各種プラスチックフィルムとしては、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルム、ＰＥフィルム、ＴＡＣフィルムが使用出来る。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ、ポリアセタール、ＰＶＡ、ゴム類などが使用出来る。又、金属類や、ガラス類にも適用可能である。
【００３９】
これらの記録媒体の中でも、特に熱でシュリンク可能な、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルムへ画像を形成する場合に本発明の構成は、有効である。これらの記録媒体は、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱などにより、フィルムのカール、変形が生じやすい。
【００４０】
【実施例】
実施例１
インクセット１の作製
下記の方法でインクセット１に用いる、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各インクを作製した。
【００４１】
以下の組成にて顔料分散物を作製した。平均粒径は０．２〜０．３μｍとなるよう分散した。
【００４２】
イエロー顔料分散物１
ピグメントイエロー１２ １０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ８５質量部
マゼンタ顔料分散物１
ピグメントレッド５７：１ １５質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ８０質量部
シアン顔料分散物１
ピグメントブルー１５：３ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ７５質量部
ブラック顔料分散物１
ピグメントブラック７ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ７５質量部
上記分散物を用い、下記処方のインクを作製した。
【００４３】
イエローインク１
イエロー顔料分散物１ ２０質量部
ステアリルアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
マゼンタインク１
マゼンタ顔料分散物１ ２０質量部
ステアリルアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
シアンインク１
シアン顔料分散物１ １５質量部
ステアリルアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
ブラックインク１
ブラック顔料分散物１ １５質量部
ステアリルアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
以上のインクを絶対ろ過精度２μｍのフィルターにてろ過し、インクとした。インクの２５℃における粘度は８０〜１５０ｍＰａ・ｓ、７０℃における粘度は１０〜２０ｍＰａ・ｓ、２５℃における表面張力は２４０〜２８０μＮ／ｃｍであった。
【００４４】
インクセット２の作製
イエロー顔料分散物２
ピグメントイエロー１２ １０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ８５質量部
マゼンタ顔料分散物２
ピグメントレッド５７：１ １５質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ８０質量部
シアン顔料分散物２
ピグメントブルー１５：３ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ７５質量部
ブラック顔料分散物２
ピグメントブラック７ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ７５質量部
上記分散物を用い、下記処方のインクを作製した。
【００４５】
イエローインク２
イエロー顔料分散物２ ２０質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
マゼンタインク２
マゼンタ顔料分散物２ ２０質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
シアンインク２
シアン顔料分散物２ １５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
ブラックインク２
ブラック顔料分散物２ １５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
開始剤（Ｃｉｂａ製、イルガキュアー１８４） ５質量部
以上のインクを絶対ろ過精度２μｍのフィルターにてろ過し、インクとした。２５℃におけるインク粘度は、１３〜１９ｍＰａ・ｓであった。
【００４６】
本発明の画像形成装置について図を参考にして説明する。本発明に係る第１の画像形成装置の上部から見た配置図を図１に示す。図１はインクジェットヘッド１と第１の照射手段２がガイドレール５にキャリッジ（図示せず）と共に設置され、左右に移動する。活性光線が巾手方向に広がる光源を有する第２の照射手段３は固定され基材４の搬送下流部に設置されている。インクジェットヘッドにはピエゾ型インクジェットノズルを用いた。インク供給系は、インクタンク、供給パイプ、ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドから成り、前室タンクからヘッド部分まで断熱および加温を行った。温度センサーは前室タンクおよびピエゾヘッドのノズル付近にそれぞれ設け、ノズル部分が常に７０℃±２℃となるよう、温度制御を行った。ピエゾヘッドは、８〜３０ｐｌのマルチサイズドットを７２０×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉとは１インチ、即ち２．５４０ｃｍ当たりのドット数を表す）の解像度で射出できるよう駆動しカラー画像の印字を行った。
【００４７】
図２に第２の照射手段３が左右に移動できる第２の画像形成装置の上部から見た配置図をしめす。本発明で使用できる第３の画像形成装置（図示せず）としては図１において、インクジェットヘッドの上に第１の照射手段が固定されており、この照射手段は活性光線が巾手方向に広がる光源を用いる。第２の照射手段は図１同様に固定され基材の搬送下流部に設置されている。
【００４８】
又、別の態様として第４の画像形成装置としては、第３の画像形成装置において、第２の照射手段が図２の第２の照射手段と同様左右に移動できる。
【００４９】
第５の画像形成装置として、インクジェットヘッドがラインヘッドで、このインクジェットヘッドに隣接して、固定した第１及び第２の照射手段を有する画像形成装置を作製した。
【００５０】
本発明の実施例で用いた光源は以下の通り。
低圧水銀：低圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング社製）
ＤｅｅｐＵＶ：ＤｅｅｐＵＶランプ（ウシオ電機社製）
高圧水銀：高圧水銀ランプ（日本電池社製）
ブラックライト：ブラックライト（ハリソン東芝ライティング社製）
殺菌灯：殺菌灯（ハリソン東芝ライティング社製）
メタハラ：メタルハライドランプ（日本電池社製）。
【００５１】
表１に示す、インクセット及び画像形成装置を用い、記録媒体として厚さ３８μｍのＰＥＴに表１に示す条件で画像記録して、下記評価を行い、結果を表１に示す。
【００５２】
評価
ドットのにじみ
マゼンタ３０％、シアン３０％の平網を作製し、にじみを評価した。にじみの評価は２色のドットが隣接しているところを４００倍の反射式光学顕微鏡で観察し、ドット境界部に色の濁りが生じているかどうかで評価を行った。
５：隣接するドットの混色がまったく生じていない
４：ドットの形状は乱れていないが、境界部にわずかな混色がある
３：ドットの形状は乱れていないが、ドットの１／３程度まで隣接ドットの色材が混入している
２：隣接するドットと一体化しつつある
１：隣接するドットと一体化し、完全に混色している。
【００５３】
画像解像性
ＩＳＯ／ＪＩＳ ＳＣＩＤ Ｎ２を出力、画像評価を実施した。
５：すべての画像を正確に再現可能
４：窓枠の部分の解像性が劣化
３：シャドー部の再現性が劣化
２：人物の表情が再現不能
１：看板の文字が読み取り不能。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１から、本発明の試料はにじみもなく、高精細画像の再現も可能であることが判る。
【００５６】
実施例２
表２に示す、インクセット及び画像形成装置を用い下記評価を行い、結果を表２に示す。
【００５７】
評価
引っ掻き強度
直ちにＨＥＩＤＯＮ引っ掻き試験機（針：１．０Ｒ、２００ｇ可変荷重）で試料に傷が出始める時の荷重を測定し記録した。
【００５８】
接着性
ベタ画像を印字してサンプルを得た。サンプルのインク層表面に、剃刀で縦横６本ずつの記録媒体までは到達しない切り込みを入れ２５個の升目をつける。この上に幅２５ｍｍのセロハンテープを張り付けて強く圧着した後、９０°の剥離角度で素早く剥離する。剥離升目数によりＡ〜Ｄのランクに分けた。以下のランクの中で実用上許容されるのはＡ及びＢランクである。
Ａランク・・・剥離升数 ０升
Ｂランク・・・剥離升数１〜３升
Ｃランク・・・剥離升数４〜１０升
Ｄランク・・・剥離升数１１〜２５升。
【００５９】
【表２】
【００６０】
本発明の試料は、引っ掻き耐性及び接着性に優れている。
実施例３
厚さ２５ミクロンのＰＥＴ上にベタ画像を表３の条件で印字しサンプルを作製した。印字面を外側にしてサンプルを折り曲げ、膜の状態を下記の評価基準で評価し、結果を表３に示す。
【００６１】
評価
折り曲げ耐性
○：基材に追随して折り曲げ可能
△：折り曲げ時にひび割れ発生
×：ひび割れ面から膜はがれ発生。
【００６２】
【表３】
【００６３】
本発明によると、厚さ２５ミクロンのＰＥＴ上の印字でも、ひび割れ、膜はがれもなく、優れた画像形成方法であることが判る。
【００６４】
実施例４
ＩＳＯ／ＪＩＳ ＳＣＩＤ Ｎ２を表４の条件で印字し、写真画像の光沢度を下記の評価基準で評価し結果を表４に示す。
【００６５】
評価
光沢度
○：良好な光沢を有する
×：光沢がなく、やや高級感がない。
【００６６】
【表４】
【００６７】
本発明は優れた画像形成方法であることが判る。
【００６８】
【発明の効果】
本発明により、各種基材に高画質のカラー画像を印字する画像形成方法及び画像形成装置を提供し、更に、熱に弱い基材でも、収縮することなく良好な画像を与える画像形成方法及び画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の上部から見た配置図である。
【図２】本発明の別の態様の画像形成装置の上部から見た配置図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ 第１の照射手段
３ 第２の照射手段
４ 基材
５ ガイドレール
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多様なメディアに画像を形成する方法として、活性光線硬化型インクジェット記録方式が注目されている。この方法は、出射したインクを活性光線で硬化させ、ドットを形成し、基材と接着させるため、多様なメディアに印字できる特長がある。活性光線を照射する場合、通常はヘッドのすぐ脇に高照度光源を設置し、短時間で硬化させる方法がとられている。しかし、活性光線によるインクの硬化は、硬化後のインク物性に大きく影響するため、市場に出回る多様なメディアに、高精細で印字したり、作業性のよい物性でメディアに接着させたりすることは非常に難しかった。更に、１種のインクで多様なメディアに印字を行う場合、基材の表面エネルギーの違いでドット径が異なったり、インクの重なりによりにじみが生じたりするため、高画質のカラー画像を印字することは出来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、各種基材に高画質のカラー画像を印字する画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。また、熱に弱い基材でも、収縮することなく良好な画像を与える画像形成方法及び画像形成装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成された。
【０００５】
１．活性光線照射で硬化する少なくとも重合性モノマーと開始剤から構成されるインクを記録媒体上に射出する画像形成方法において、該重合性のモノマーは、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーを併用し、単官能モノマーはインク組成物全体の５〜４０質量％、二官能モノマーは５〜４０質量％、多官能モノマーは５〜３０質量％含有し、該開始剤は、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類から選ばれる少なくとも１種であり、かつ、インク射出後、該活性光線照射が２段階で、紫外域における第１の照射手段と第２の照射手段を有し、更に該第１の照射手段と第２の照射手段に用いる、紫外域のピーク波長の差が３０〜２００ｎｍ異なる２つの照射手段で照射し、かつ、少なくとも１つの光源の３６５ｎｍにおける記録媒体面の照度が、１〜５００ｍＷ／ｃｍ2であることを特徴とする画像形成方法。
【００１２】
２．前記１記載の画像形成方法に用いる画像形成装置が、インク吐出手段が記録媒体上を走査しながら記録媒体に向けて活性光線硬化インクを吐出し、前記記録媒体に第１の照射手段により活性光線を照射した後に、第２の照射手段で活性光線を照射し、インクを硬化させる画像形成装置であって、第１、第２の照射手段のうち少なくとも１つの照射手段による照射部が、記録媒体上を走査する記録ヘッドとともに移動する、又は、光学系で記録ヘッド横へ活性光線を誘導し記録ヘッドとともに移動する、或いは、記録ヘッドの上部から幅手方向に渡って線光源を設け記録媒体を幅手方向とは垂直に搬送するのいずれかにより、該照射部がインクの吐出順に応じて移動することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
３．前記１記載の画像形成方法に用いる画像形成装置が、インク吐出手段を記録媒体の幅手方向に該略固定して配置し、記録媒体を幅手方向とは垂直に搬送しながら活性光線硬化インクを吐出し、搬送下流方向に第１の照射手段及び第２の照射手段を配することを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
本発明を更に詳しく説明する。
インク
本発明において用いるインクジェット記録用インクは少なくとも重合性モノマー、開始剤から構成される。
【００１６】
重合性モノマーとしては、各種（メタ）アクリレートモノマーが使用出来る。例えば、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルコハク酸、２−アクリロイロキシエチルフタル酸、２−アクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性可とう性アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート等の単官能モノマー、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡのＰＯ付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート等の２官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の三官能以上の多官能モノマーが挙げられる。
【００１７】
この他、重合性のオリゴマー類も、モノマー同様に配合可能である。重合性オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、芳香族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、直鎖アクリルオリゴマー等が挙げられる。
【００１８】
本発明においては、重合性のモノマーとして、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーを併用することが特に好ましい。単官能モノマーは硬化時の収縮率を下げる効果が大きく、又低粘度でインクジェット記録時の射出安定性が得られやすい。二官能モノマーは適度な感度と様々な記録媒体への接着性に優れるため添加することが好ましい。三官能以上の多官能モノマーは感度及び硬化後の膜強度を得られる。これら三者を併用することで、硬化収縮によるカールや波打ちの防止、記録媒体への接着性、高感度化が達成される。
【００１９】
単官能モノマーはインク組成物全体の５〜４０質量％、二官能モノマーは５〜４０質量％、多官能モノマーは５〜３０質量％含有させることが好ましい。併用するモノマーは、その溶解性パラメーター（ＳＰ値）の最大値と最小値の差が、１以上である組合せが、様々な基材への接着性、硬化収縮起因のカールを防止する点で好ましい。更に好ましくは１．５以上である。
【００２０】
尚、感作性、皮膚刺激性、眼刺激性、変異原性、毒性など安全性の観点から、上記モノマーの中でも特に、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、ラクトン変性可とう性アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
【００２１】
更にこの中でも、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソステアリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが特に好ましい。
【００２２】
開始剤としては、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類などの従来公知の開始剤が使用出来る。開始剤については「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」（シーエムシー出版、田畑米穂監修／ラドテック研究会編集）に詳しい。中でもアシルフォスフィンオキシドやアシルホスフォナートは、感度が高く、開始剤の光開裂により吸収が減少するため、インクジェット方式のように１色当たり５〜１５μｍの厚みを持つインク画像での内部硬化に特に有効である。具体的には、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドなどが好ましい。
【００２３】
又、前述のモノマー同様、安全性を考慮した選択では、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モリフォリノプロパン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（ダロキュア（Ｒ）１１７３）が好適に用いられる。好ましい添加量は、インク組成物全体の１〜６質量％、好ましくは２〜５質量％である。本発明では、波長又は強度を変えて２段階に照射を分けることが好ましく、開始剤についても２種以上を併用することが特に好ましい。
【００２４】
この他、インク組成物を着色する場合は、色材を添加する。色材としては、重合性化合物の主成分に溶解又は分散できる色材が使用出来るが、耐候性の点で顔料が好ましい。顔料としては以下のものが使用出来るが、これに限られる訳ではない。
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ−１，３，１２，１３，１４，１７，８１，８３，８７，９５，１０９，４２、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ−１６，３６，３８、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ−５，２２，３８，４８：１，４８：２，４８：４，４９：１，５３：１，５７：１，６３：１，１４４，１４６，１８５，１０１、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ−１９，２３、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ−１５：１，１５：３，１５：４，１８，６０，２７，２９、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ−７，３６、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｗｈｉｔｅ−６，１８，２１、
Ｃ．Ｉ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ−７、
顔料の分散には、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。又、顔料の分散を行う際に分散剤を添加することも可能である。分散剤は高分子分散剤を用いることが好ましい高分子分散剤としてはＺｅｎｅｃａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。又、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いることも可能である。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料１００質量部に対し、１〜５０質量部添加することが好ましい。分散媒体は溶剤又は重合性化合物で行うが、本発明に用いる照射線硬化型インクは、インク着弾直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。溶剤が硬化画像に残ってしまうと、耐溶剤性の劣化、残留する溶剤のＶＯＣの問題が生じる。よって、分散媒体は溶剤では無く重合性化合物、その中でも最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好ましい。
【００２５】
分散は、平均粒径を０．０８〜０．５μｍとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍとなるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を設定する。この粒径管理によって、ヘッドノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持することが出来る。色材はインク全体の１質量％乃至１０質量％の添加量が好ましい。
【００２６】
その他の成分
インク組成物の保存性を高めるために、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加することが出来る。紫外線硬化型のインクは加熱、低粘度化して射出することが好ましいので、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐためにも重合禁止剤を入れることが好ましい。
【００２７】
この他に、必要に応じて界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加することが出来る。記録媒体との密着性を改善するため、極微量の有機溶剤を添加することも有効である。この場合、耐溶剤性やＶＯＣの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その量は０．１〜５％、好ましくは０．１〜３％である。
【００２８】
又、インク色材による遮光効果のため、感度を防ぐ手段として、開始剤寿命の長いカチオン重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクとすることも可能である。
【００２９】
インクは、射出性を考慮し射出時の温度で、好ましくは７〜３０ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは７〜２０ｍＰａ・ｓとなるよう、組成比を決める。尚、２５℃でのインク粘度は、３５ｍＰａ・ｓ以上とすることが好ましい。室温での粘度を上げることにより、多孔質な記録媒体にもインクの浸透を防ぎ、未硬化モノマーの低減、臭気低減が可能となるし、また、非吸収媒体へ印字する時も着弾時のドット滲みを抑えることが出来、画質が改善される。表面張力は好ましくは２００〜３００μＮ／ｃｍ、更に好ましくは２３０〜２８０μＮ／ｃｍである。
【００３０】
画像形成方法
本発明の画像形成方法ではインク組成物をインクジェット記録方式により記録媒体上に射出、描画し、次いで紫外線などの放射線を照射してインクを硬化させる。
【００３１】
インクの射出条件としては、インクを４０〜８０℃に加熱し、インク粘度を下げて射出することが射出安定性の点で好ましい。照射線硬化型インクは、概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きい。粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与え、画質劣化を起こすため、インク温度を出来るだけ一定に保つことが必要である。インク温度の制御幅は設定温度±５℃、好ましくは設定温度±２℃、更に好ましくは設定温度±１℃である。
【００３２】
インクを一定温度にインクを加温するとともに、着弾から照射までの時間を０．０１〜０．３秒、好ましくは０．０１〜０．１５秒後に照射することが好ましい。着弾から照射までの時間を極短時間に制御することにより、着弾インクが硬化前に滲むことを防止することができる。又、多孔質な記録媒体に対しても光源の届かない深部までインクが浸透する前に露光することが出来る為、未反応モノマーの残留を抑えられ、臭気を低減出来る。特に、２５℃におけるインク粘度が３５ｍＰａ・ｓ以上のインクを用いると大きな効果を得ることが出来る。このような記録方法を取ることで、表面の濡れ性が異なる様々な記録媒体に対しても、着弾したインクのドット径を一定に保つことが出来、画質が向上する。尚、カラー画像を得るためには、明度の低い色から順に重ねていくことが好ましい。明度の低いインクを重ねると、下部のインクまで照射線が到達しにくく、硬化感度の阻害、残留モノマーの増加及び臭気の発生、密着性の劣化が生じやすい。又、照射は、全色を射出してまとめて露光することが可能だが、１色毎に露光するほうが、硬化促進の観点で好ましい。
【００３３】
光源
本発明の照射手段に用いる光源としては、活性光線、好ましくは紫外線を発生する公知の光源を用いることが出来る。例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＤｅｅｐＵＶランプ、紫外域に蛍光を持つ蛍光灯、中圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、無電極放電ランプ、紫外線ＬＥＤ、紫外線レーザーなどがあげられる。
【００３４】
照射方法
本発明の第１の照射手段では公知の方法で、光源から基材へ活性光線を照射することができる。例えば、特開昭６０−１３２７６７号で開示されたように、記録媒体上を走査する記録ヘッドとともに紫外線ランプを移動させる方法や、米国特許第６，１４５，９７９号で開示されている技術のように、記録ヘッドから離れた位置に設置された紫外線光源から、光ファイバーやコリメータ、鏡といった光学系で記録ヘッド横へ紫外線を誘導する方法が知られている。また特願２００１−３５０２１９のように記録ヘッドの上部から幅手方向に渡って線光源を設けることも出来る。尚、本発明において、照度とは、活性光線の全照射エネルギーをいい、照射タイミングは着弾から照射が始まるまでの時間を意味する。ピーク波長とは、４５０ｎｍ以下の活性光線のうち、最も照射エネルギーが大きい波長であり、ピーク照度はピーク波長における照度をさす。又、照射時間は、照射部において最高照度の１／５以上の活性光線が照射されている時間である。本発明において、分光照度は、ウシオ電機社製；ＵＳＲ−４０Ｄ／Ｖにて測定した。
【００３５】
本発明の第２の照射手段では、第１の照射手段の応用的手法で基材への活性光線照射を行うことが出来る。例えば、記録ヘッドとともに紫外線ランプを移動させる方法を応用してキャリッジに光源を載せ記録媒体を操作しながら活性光線を照射する方法や、固定した紫外線光源から、光ファイバーやコリメータ、鏡といった光学系で記録ヘッド横へ紫外線を誘導する方法を取ることも出来る。また、基材の幅手全体を照射する線光源を設けることも出来る。
【００３６】
本発明の照射手段においては、ひとつの光源が照射する光を、フィルタ、鏡等を使って分光し、第１、第２の照射手段に分けて照射することも可能である。本発明の照射手段は、少なくとも１つの光源の３６５ｎｍにおける記録媒体面の照度が１〜５００ｍＷ／ｃｍ2であることが好ましく、更に好ましくは１〜１００ｍＷ／ｃｍ2である。
【００３７】
印字方法
本発明に用いられる印字方法は、多ノズルからインク小液滴を吐出して形成するインクジェット方式が好ましい。インクジェット方式は、ヘッドが記録媒体上の幅手方向を走査しながら印字していく方法、記録媒体が主走査方向に往復運動し、ヘッドが副走査方向に移動しながら印字する方法、ヘッドを印刷部幅手方向に配置し、記録媒体を搬送しながら印字する方法等が用いられる。
【００３８】
記録媒体
画像を形成する記録媒体としては、通常の非コート紙、コート紙などの他、各種プラスチック及びそのフィルムを用いることが出来る。各種プラスチックフィルムとしては、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルム、ＰＥフィルム、ＴＡＣフィルムが使用出来る。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ、ポリアセタール、ＰＶＡ、ゴム類などが使用出来る。又、金属類や、ガラス類にも適用可能である。
【００３９】
これらの記録媒体の中でも、特に熱でシュリンク可能な、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルムへ画像を形成する場合に本発明の構成は、有効である。これらの記録媒体は、インクの硬化収縮、硬化反応時の発熱などにより、フィルムのカール、変形が生じやすい。
【００４０】
【実施例】
実施例１
インクセット１の作製
下記の方法でインクセット１に用いる、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各インクを作製した。
【００４１】
以下の組成にて顔料分散物を作製した。平均粒径は０．２〜０．３μｍとなるよう分散した。
【００４２】
イエロー顔料分散物１
ピグメントイエロー１２ １０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ８５質量部
マゼンタ顔料分散物１
ピグメントレッド５７：１ １５質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ８０質量部
シアン顔料分散物１
ピグメントブルー１５：３ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ７５質量部
ブラック顔料分散物１
ピグメントブラック７ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
ステアリルアクリレート ７５質量部
上記分散物を用い、下記処方のインクを作製した。
【００４３】
イエローインク１
イエロー顔料分散物１ ２０質量部
ステアリルアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
マゼンタインク１
マゼンタ顔料分散物１ ２０質量部
ステアリルアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
シアンインク１
シアン顔料分散物１ １５質量部
ステアリルアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
ブラックインク１
ブラック顔料分散物１ １５質量部
ステアリルアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
以上のインクを絶対ろ過精度２μｍのフィルターにてろ過し、インクとした。インクの２５℃における粘度は８０〜１５０ｍＰａ・ｓ、７０℃における粘度は１０〜２０ｍＰａ・ｓ、２５℃における表面張力は２４０〜２８０μＮ／ｃｍであった。
【００４４】
インクセット２の作製
イエロー顔料分散物２
ピグメントイエロー１２ １０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ８５質量部
マゼンタ顔料分散物２
ピグメントレッド５７：１ １５質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ８０質量部
シアン顔料分散物２
ピグメントブルー１５：３ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ７５質量部
ブラック顔料分散物２
ピグメントブラック７ ２０質量部
高分子分散剤（Ｚｅｎｅｃａ社製 Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ） ５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ７５質量部
上記分散物を用い、下記処方のインクを作製した。
【００４５】
イエローインク２
イエロー顔料分散物２ ２０質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
マゼンタインク２
マゼンタ顔料分散物２ ２０質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６０質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
シアンインク２
シアン顔料分散物２ １５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
ブラックインク２
ブラック顔料分散物２ １５質量部
トリエチレングリコールジアクリレート ６５質量部
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能） １０質量部
以上のインクを絶対ろ過精度２μｍのフィルターにてろ過し、インクとした。２５℃におけるインク粘度は、１３〜１９ｍＰａ・ｓであった。
【００４６】
本発明の画像形成装置について図を参考にして説明する。本発明に係る第１の画像形成装置の上部から見た配置図を図１に示す。図１はインクジェットヘッド１と第１の照射手段２がガイドレール５にキャリッジ（図示せず）と共に設置され、左右に移動する。活性光線が巾手方向に広がる光源を有する第２の照射手段３は固定され基材４の搬送下流部に設置されている。インクジェットヘッドにはピエゾ型インクジェットノズルを用いた。インク供給系は、インクタンク、供給パイプ、ヘッド直前の前室インクタンク、フィルター付き配管、ピエゾヘッドから成り、前室タンクからヘッド部分まで断熱および加温を行った。温度センサーは前室タンクおよびピエゾヘッドのノズル付近にそれぞれ設け、ノズル部分が常に７０℃±２℃となるよう、温度制御を行った。ピエゾヘッドは、８〜３０ｐｌのマルチサイズドットを７２０×７２０ｄｐｉ（ｄｐｉとは１インチ、即ち２．５４０ｃｍ当たりのドット数を表す）の解像度で射出できるよう駆動しカラー画像の印字を行った。
【００４７】
図２に第２の照射手段３が左右に移動できる第２の画像形成装置の上部から見た配置図をしめす。本発明で使用できる第３の画像形成装置（図示せず）としては図１において、インクジェットヘッドの上に第１の照射手段が固定されており、この照射手段は活性光線が巾手方向に広がる光源を用いる。第２の照射手段は図１同様に固定され基材の搬送下流部に設置されている。
【００４８】
又、別の態様として第４の画像形成装置としては、第３の画像形成装置において、第２の照射手段が図２の第２の照射手段と同様左右に移動できる。
【００４９】
第５の画像形成装置として、インクジェットヘッドがラインヘッドで、このインクジェットヘッドに隣接して、固定した第１及び第２の照射手段を有する画像形成装置を作製した。
【００５０】
本発明の実施例で用いた光源は以下の通り。
低圧水銀：低圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング社製）
高圧水銀：高圧水銀ランプ（日本電池社製）
ブラックライト：ブラックライト（ハリソン東芝ライティング社製）
殺菌灯：殺菌灯（ハリソン東芝ライティング社製）
メタハラ：メタルハライドランプ（日本電池社製）。
【００５１】
表１に示す、インクセット及び画像形成装置を用い、記録媒体として厚さ３８μｍのＰＥＴに表１に示す条件で画像記録して、下記評価を行い、結果を表１に示す。
【００５２】
評価
ドットのにじみ
マゼンタ３０％、シアン３０％の平網を作製し、にじみを評価した。にじみの評価は２色のドットが隣接しているところを４００倍の反射式光学顕微鏡で観察し、ドット境界部に色の濁りが生じているかどうかで評価を行った。
５：隣接するドットの混色がまったく生じていない
４：ドットの形状は乱れていないが、境界部にわずかな混色がある
３：ドットの形状は乱れていないが、ドットの１／３程度まで隣接ドットの色材が混入している
２：隣接するドットと一体化しつつある
１：隣接するドットと一体化し、完全に混色している。
【００５３】
画像解像性
ＩＳＯ／ＪＩＳ ＳＣＩＤ Ｎ２を出力、画像評価を実施した。
５：すべての画像を正確に再現可能
４：窓枠の部分の解像性が劣化
３：シャドー部の再現性が劣化
２：人物の表情が再現不能
１：看板の文字が読み取り不能。
【００５４】
【表１】
表１から、本発明の試料はにじみもなく、高精細画像の再現も可能であることが判る。
【００５６】
実施例２
表２に示す、インクセット及び画像形成装置を用い下記評価を行い、結果を表２に示す。
【００５７】
評価
引っ掻き強度
直ちにＨＥＩＤＯＮ引っ掻き試験機（針：１．０Ｒ、２００ｇ可変荷重）で試料に傷が出始める時の荷重を測定し記録した。
【００５８】
接着性
ベタ画像を印字してサンプルを得た。サンプルのインク層表面に、剃刀で縦横６本ずつの記録媒体までは到達しない切り込みを入れ２５個の升目をつける。この上に幅２５ｍｍのセロハンテープを張り付けて強く圧着した後、９０°の剥離角度で素早く剥離する。剥離升目数によりＡ〜Ｄのランクに分けた。以下のランクの中で実用上許容されるのはＡ及びＢランクである。
Ａランク・・・剥離升数 ０升
Ｂランク・・・剥離升数１〜３升
Ｃランク・・・剥離升数４〜１０升
Ｄランク・・・剥離升数１１〜２５升。
【００５９】
【表２】
本発明の試料は、引っ掻き耐性及び接着性に優れている。
実施例３
厚さ２５ミクロンのＰＥＴ上にベタ画像を表３の条件で印字しサンプルを作製した。印字面を外側にしてサンプルを折り曲げ、膜の状態を下記の評価基準で評価し、結果を表３に示す。
【００６１】
評価
折り曲げ耐性
○：基材に追随して折り曲げ可能
△：折り曲げ時にひび割れ発生
×：ひび割れ面から膜はがれ発生。
【００６２】
【表３】
本発明によると、厚さ２５ミクロンのＰＥＴ上の印字でも、ひび割れ、膜はがれもなく、優れた画像形成方法であることが判る。
【００６４】
実施例４
ＩＳＯ／ＪＩＳ ＳＣＩＤ Ｎ２を表４の条件で印字し、写真画像の光沢度を下記の評価基準で評価し結果を表４に示す。
【００６５】
評価
光沢度
○：良好な光沢を有する
×：光沢がなく、やや高級感がない。
【００６６】
【表４】
本発明は優れた画像形成方法であることが判る。
【００６８】
【発明の効果】
本発明により、各種基材に高画質のカラー画像を印字する画像形成方法及び画像形成装置を提供し、更に、熱に弱い基材でも、収縮することなく良好な画像を与える画像形成方法及び画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の上部から見た配置図である。
【図２】本発明の別の態様の画像形成装置の上部から見た配置図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ 第１の照射手段
３ 第２の照射手段
４ 基材
５ ガイドレール
Claims (3)
- 活性光線照射で硬化する少なくとも重合性モノマーと開始剤から構成されるインクを記録媒体上に射出する画像形成方法において、該重合性のモノマーは、単官能、二官能、三官能以上の多官能モノマーを併用し、単官能モノマーはインク組成物全体の５〜４０質量％、二官能モノマーは５〜４０質量％、多官能モノマーは５〜３０質量％含有し、該開始剤は、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類から選ばれる少なくとも１種であり、かつ、インク射出後、該活性光線照射が２段階で、紫外域における第１の照射手段と第２の照射手段を有し、更に該第１の照射手段と第２の照射手段に用いる、紫外域のピーク波長の差が３０〜２００ｎｍ異なる２つの照射手段で照射し、かつ、少なくとも１つの光源の３６５ｎｍにおける記録媒体面の照度が、１〜５００ｍＷ／ｃｍ2であることを特徴とする画像形成方法。
- 請求項１記載の画像形成方法に用いる画像形成装置が、インク吐出手段が記録媒体上を走査しながら記録媒体に向けて活性光線硬化インクを吐出し、前記記録媒体に第１の照射手段により活性光線を照射した後に、第２の照射手段で活性光線を照射し、インクを硬化させる画像形成装置であって、第１、第２の照射手段のうち少なくとも１つの照射手段による照射部が、記録媒体上を走査する記録ヘッドとともに移動する、又は、光学系で記録ヘッド横へ活性光線を誘導し記録ヘッドとともに移動する、或いは、記録ヘッドの上部から幅手方向に渡って線光源を設け記録媒体を幅手方向とは垂直に搬送するのいずれかにより、該照射部がインクの吐出順に応じて移動することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１記載の画像形成方法に用いる画像形成装置が、インク吐出手段を記録媒体の幅手方向に該略固定して配置し、記録媒体を幅手方向とは垂直に搬送しながら活性光線硬化インクを吐出し、搬送下流方向に第１の照射手段及び第２の照射手段を配することを特徴とする画像形成装置。
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